Brevet de Technicien Supérieur
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Brevet de Technicien Supérieur MAINTENANCE INDUSTRIELLE Session 2001 Analyse et conception des solutions possibles de la gestion et/ou de la distribution d'énergie électrique d'un moyen de production (Sous-épreuve E 5-2) Durée : 3 heures Coefficient : 2,5 Questionnaire Ce dossier contient les documents Q 1 à Q 5. BARÈME Questions Barème sur 50 Questions Barème sur 50 Questions Barème sur 50 Question 1-1 3 Question 1-6 3 Question 3-1 3 Question 1-2 2 Question 1-7 3 Question 3-2 3 Question 1-3 3 Question 1-8 3 Question 4-1 3 Question 4-2 2 Question 4-3 4 Question 1-4 Question 1-5 Question 2-1 3 Question 2-2 3 RÉNOVATION DÉ LA STATION D'ÉPURATION DÉ MONTECHÉROUX Les questions 1 à 4 sont indépendantes Toutes les réponses seront rédigées sur les Documents Réponses DR 1 à DR9 Étude 1 : Contrôle de la ligne d'alimentation et de la protection des personnes. 1.1 - Contrôle de la ligne d'alimentation (voir DR1, NT1 à NT4, DT1). L'augmentation de la puissance installée (une pompe supplémentaire et chauffage du local technique) nécessite un contrôle - du calibre des protections de la ligne - de la section des conducteurs - de la chute de tension au point de livraison Le schéma partiel de la distribution en énergie électrique est donné sur le document DT1. Le câble C1 est un câble multi-conducteurs de 250 m de longueur, âme cuivre 25 mm2, isolant PVC; il circule en caniveau avec deux autres circuits et la température ambiante ne dépasse pas 20°C. La valeur actuelle du courant Ib circulant dans le câble est de 47A avec un cosφ de 0,8. La rénovation de la station d'épuration verra ajouter à l'équipement existant: - une pompe de relevage entraînée par un moteur asynchrone triphasé: 230V/400V - 50Hz - 2,2kW N = 2950 tr/min. η = 0,79 cosφ = 0,80 - un chauffage par convecteur électrique 3x400V - 3kW Ql-1 Calculer le courant qui circulera dans le câble après l'installation des nouveaux équipements. Utiliser le document DR1 Q1-2 Vérifier le calibre In des protections du câble Cl et donner si besoin la nouvelle valeur. Utiliser les documents NT1 à NT4 et DR1 Station d'épuration de Montécheroux Questionnaire Q 1 Q1-3 Vérifier la section du câble C1 et donner si besoin la nouvelle valeur. Utiliser les documents NT 1 à NT4 et DR1 Q1-4 Contrôler la nouvelle chute de tension au point de livraison B (chute de tension en A = 0.6 %) Utiliser les documents NT 1 à NT4 et DR 1 1.2 - Contrôle de la protection des personnes contre les défauts d'isolements (voir DR2 et NT5). Le schéma des liaisons à la terre est TNC. Q1-5 Quelle est la signification de TNC ? Utiliser le document DR2 Q1-6 En schéma TNC, quel appareil protège les personnes contre les défauts d'isolement ? Utiliser le document DR2 Q1-7 Vérifier que la protection des personnes est assurée contre les défauts d'isolements (contacts indirects). Utiliser les documents NT5 et DR2 Q1-8 En schéma TNC, dans quel(s) cas doit-on placer des Dispositifs Différentiels à courant Résiduel (DDR) sur les départs ? Utiliser le document DR2 Station d'épuration de Montécheroux Questionnaire Q2 Étude 2 : Modification du schéma de démarrage des pompes (voir DT2 à DT6). Le projet prévoit d'équiper les trois pompes (deux pompes de relevage et une pompe d'extraction des boues) de démarreurs électroniques. L'examen du cycle de fonctionnement (GRAFCET, non fourni) permet de constater que les deux pompes de relevage P1 et P2 ne démarrent jamais en même temps. On se propose d'étudier une solution permettant d'utiliser un seul démarreur pour les deux pompes P 1 et P2 qui sont identiques. Q2-1 Proposer une modification du schéma électrique en utilisant un seul démarreur pour les deux pompes. Prévoir un dispositif permettant de condamner séparément les pompes de relevage Pl et P2 afin de pouvoir intervenir sur l'une ou l'autre des pompes. - compléter le schéma de puissance - compléter le schéma des entrées de l'automate - compléter le schéma des sorties de l'automate On notera: KM1 KM1O, KM11 KM20, KM21 Utiliser les documents NT6-NT7 et DR3 Utiliser les documents NT6-NT7 et DR4 Utiliser les documents NT6-NT7 et DR5 le contacteur général les contacteurs pompe Pl les contacteurs pompe P2 Q2-2 Expliquer le fonctionnement de la modification proposée sous forme de chronogramme. Utiliser le document DR6 Questionnaire Station d'épuration de Montécheroux Q3 Étude 3 : Mise hors gel du bassin de décantation (voir DR7, DT2, NT8 à NT10). En période normale de fonctionnement, l'aérateur tourne de façon cyclique (1 heure toutes les 3 heures) à 1450 tr/min.. Pour éviter l'arrêt de la station en cas de gel ( -18°C en février 1998), on souhaite entraîner l'aérateur pendant les périodes de grand froid/ Des essais ont permis de détermines deux gammes de vitesses d'entraînement en fonction de la température extérieure : - température extérieure de -3°C à -8°C - température extérieure < -8°C entraînement à la fréquence de rotation N1 = 500 tr/min. entraînement à la fréquence de rotation N2 = 800 tr/min La température extérieure est mesurée par une sonde de température à deux seuils. Cette sonde ( dispose de deux contacts de sortie KS I et KS2 fonctionnant de la façon suivante: - température extérieure > -3°C - température extérieure de -3C à -8°C - température extérieure < -8°C Voir DT2 KS1 et KS2 fermés KSl fermé et KS2 ouvert KS1 et KS2 ouverts L 'aérateur est entraîné par un moteur asynchrone triphasé: 230V/400V - 50Hz – 11 kW N = 1450 tr/min. η= 0,87 cosφ = 0,86 Le fonctionnement à vitesse variable sera assuré par un variateur de fréquence. Q3-1 Donner la référence du variateur correspondant à l'application . Utiliser les documents NT8 à NT10 et DR7 Q3-2 Compléter le schéma électrique de raccordement du variateur. - raccordement réseau et moteur sélection des vitesses Utiliser les documents NT8 à NT 10 et DR7 Questionnaire Station d'épuration de Montécheroux Q4 Étude 4 : Amélioration de la sûreté de fonctionnement (voir DR8 à DR9, NT11). Pour améliorer la sûreté de fonctionnement, on installera un relais de contrôle du réseau sur l'équipement de la station de pompage. Q4-1 Donner la référence du relais correspondant à l'application Utiliser les documents NT 11 et DR8 Q4-2 Pourquoi doit-on protéger l'équipement contre l'inversion de l'ordre des phases ? Utiliser les documents NT 11 et DR8 Q4-3 Modifier les schémas électriques de puissance et de commande. Utiliser les documents NT 11 et DR8-DR9 Questionnaire Station d'épuration de Montécheroux Q5
